আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সূচনা — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ৮ম অধ্যায়। এখানে ৭৭৬টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
৭৭৬ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ৮
পাতা ৩৫/৩৯
-
৬৮১
0.8 c বেগে চলমান রকেট থেকে মিটার স্কেলের দৈর্ঘ্য কত মনে হবে ?
- ক 0.8 m
- খ 0.7 m
- গ 0.6 m
- ঘ 0.4 m
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 0.6 m
L = L0√(1 - v2c2) = 1 × √(1 - (0.8)2) = √(0.36) = 0.6 m -
৬৮২
C√3 বেগে চলমান একটি কণার মোট শক্তি হলো—
- ক 0.173 m0C2
- খ ( √(3/2) )m0C2
- গ ( √3 - √2√2 )m0C2
- ঘ 1.732 m0C2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ( √(3/2) )m0C2
v2c2 = 13
E = m0C2√(1 - 13) = m0C2√(2/3) = (√(3/2))m0C2 ≈ 1.225 m0C2
(দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (গ) দেওয়া আছে; (গ)-এর রাশিটি (√(3/2) - 1)m0C2, যা গতিশক্তি — মোট শক্তি নয়। ৮ক ৩৩ নং দ্রষ্টব্য।) -
৬৮৩
'ইথার' মাধ্যমের অস্তিত্ব নাই এটি প্রমাণিত হয়—
- ক ইয়ং এর দ্বি-চিড় পরীক্ষায়
- খ আলোক তড়িৎ ক্রিয়ায়
- গ মাইকেলসন মোরলের পরীক্ষায়
- ঘ রাদারফোর্ডের α কণা বিক্ষেপণ পরীক্ষায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) মাইকেলসন মোরলের পরীক্ষায়
মাইকেলসন-মোরলের পরীক্ষায় পৃথিবীর গতির দিকে ও লম্ব দিকে আলোর বেগের কোনো পার্থক্য (ঝালর সরণ) পাওয়া যায়নি; এ থেকে প্রমাণিত হয় যে 'ইথার' মাধ্যমের কোনো অস্তিত্ব নেই। -
৬৮৪
যদি কোনো বস্তুর বেগ আলোর বেগে গতিশীল থাকতে পারতো, তাহলে আপেক্ষিক তত্ত্ব অনুযায়ী বস্তুটির গতিশীল ভর হতো—
- ক স্থির ভরের সমান
- খ স্থির ভরের অর্ধেক
- গ অসীম
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) অসীম
m = m0√(1 - v2c2); v = c হলে m = m00 = ∞। অর্থাৎ গতিশীল ভর অসীম হতো। -
৬৮৫
একটি মহাশূন্যযান কত বেগে ভ্রমণ করলে মহাশূন্যে 1 দিন অতিবাহিত হলে পৃথিবীতে 2 দিন অতিবাহিত হবে ?
- ক 5.19 × 108 ms-1
- খ 2.50 × 108 ms-1
- গ 2.56 × 108 ms-1
- ঘ 2.59 × 108 ms-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2.59 × 108 ms-1
মহাশূন্যে t0 = 1 দিন, পৃথিবীতে t = 2 দিন
t = t0√(1 - v2/c2) ⇒ √(1 - v2c2) = 12 ⇒ v = √32c
= 0.866 × 3 × 108 = 2.59 × 108 ms-1 -
৬৮৬
একটি বস্তু ভেঙ্গে 1 kg ভরের দুটি বস্তু 0.6 c বেগে দু'দিকে ছড়িয়ে পড়ে। আদি বস্তুর ভর কত ছিল ?
- ক 3.2 kg
- খ 1.2 kg
- গ 2 kg
- ঘ 2.5 kg
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 2.5 kg
প্রতিটি টুকরার নিশ্চল ভর 1 kg এবং বেগ 0.6c; √(1 - 0.36) = 0.8
প্রতিটির মোট শক্তি = 1 × c20.8 = 1.25c2
শক্তির সংরক্ষণ: Mc2 = 1.25c2 + 1.25c2 = 2.5c2
∴ আদি বস্তুর ভর M = 2.5 kg -
৬৮৭
একজন মহাশূন্যচারী 35 বছর বয়সে 1.8 × 108 m/s বেগে গতিশীল মহাশূন্যযানে চড়ে ছায়াপথ অনুসন্ধানে গেলেন এবং 60 বছর পর পৃথিবীর পঞ্জিকা মতে ফিরে এলেন। মহাশূন্যচারীর বয়স তখন কত হবে ?
- ক 80 years
- খ 83 years
- গ 48 years
- ঘ 72 years
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 83 years
vc = 1.8 × 1083 × 108 = 0.6, √(1 - 0.36) = 0.8
পৃথিবীর হিসাবে t = 60 বছর; মহাশূন্যচারীর নিজের সময় t0 = 60 × 0.8 = 48 বছর
∴ বয়স = 35 + 48 = 83 বছর -
৬৮৮
সর্বাপেক্ষা দুর্বল বল কোনটি ?
- ক দুর্বল নিউক্লীয় বল
- খ তাড়িতচৌম্বকীয় বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ মহাকর্ষীয় বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) মহাকর্ষীয় বল
চার মৌলিক বলের আপেক্ষিক শক্তি — সবল নিউক্লীয় বল : তাড়িতচৌম্বক বল : দুর্বল নিউক্লীয় বল : মহাকর্ষ বল ≈ 1 : 10-2 : 10-13 : 10-39। তাই মহাকর্ষ বল সবচেয়ে দুর্বল। -
৬৮৯
সবল নিউক্লীয় বলের বাহক কণা নিচের কোনটি ?
- ক গ্রাভিটন
- খ ফোটন
- গ গ্লুঅন
- ঘ গেজ বোসন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) গ্লুঅন
মৌলিক বলের বাহক কণা — সবল নিউক্লীয় বল: গ্লুঅন, তাড়িতচৌম্বক বল: ফোটন, দুর্বল নিউক্লীয় বল: W± ও Z0 বোসন, মহাকর্ষ বল: গ্রাভিটন (প্রস্তাবিত)। -
৬৯০
কোনটি মহাবিশ্বের মৌলিক বলের অন্তর্ভুক্ত নয় ?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ তাড়িতচৌম্বক বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ ঘাত বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ঘাত বল
মহাবিশ্বের মৌলিক বল চারটি — মহাকর্ষ বল, তাড়িতচৌম্বক বল, সবল নিউক্লীয় বল ও দুর্বল নিউক্লীয় বল। ঘাত বল মৌলিক বল নয়; এটি মূলত তাড়িতচৌম্বক বলের প্রকাশ। -
৬৯১
নিউট্রিনো ও বিটা কণার নির্গমন কোন মৌলিক বলের কারণে ঘটে ?
- ক মহাকর্ষ বল
- খ দুর্বল নিউক্লীয় বল
- গ সবল নিউক্লীয় বল
- ঘ তাড়িতচৌম্বক বল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) দুর্বল নিউক্লীয় বল
বিটা ক্ষয়ে n → p + e- + ν̅ বিক্রিয়ায় বিটা কণা ও (অ্যান্টি)নিউট্রিনো নির্গত হয় — এটি দুর্বল নিউক্লীয় বলের কারণে ঘটে। (দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (গ) দেওয়া আছে; ৮খ ২৯ নং-এ একই প্রশ্নের উত্তর দুর্বল নিউক্লীয় বল।) -
৬৯২
ফোটনের কম্পাঙ্ক f হলে একটি ফোটনের ভরবেগ কোনটি ?
- ক hfc2
- খ hfc
- গ hfc
- ঘ hfc2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) hfc
ফোটনের শক্তি E = hf এবং E = pc (শূন্য স্থির ভরের জন্য)।
∴ ভরবেগ p = Ec = hfc = hλ -
৬৯৩
6650 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফোটনের গতিশক্তি কত ?
- ক 2.99 × 10-19 J
- খ 4.4 × 10-40 J
- গ 9.97 × 10-28 J
- ঘ 2.99 × 1049 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.99 × 10-19 J
ফোটনের শক্তি E = hcλ = 6.63 × 10-34 × 3 × 1086650 × 10-10
= 1.989 × 10-256.65 × 10-7 = 2.99 × 10-19 J -
৬৯৪
λ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি ফোটনের শক্তি কোনটি ?
- ক hcλ
- খ hcλ
- গ λ/hc
- ঘ hlc
-
৬৯৫
1 Å তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি তাড়িতচৌম্বক তরঙ্গের শক্তি কত ?
- ক 2 × 10-15 J
- খ 2 × 10-16 J
- গ 2 × 10-17 J
- ঘ 2 × 10-18 J
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2 × 10-15 J
E = hcλ = 6.63 × 10-34 × 3 × 1081 × 10-10 = 1.989 × 10-15 J ≈ 2 × 10-15 J -
৬৯৬
কোয়ান্টাম তত্ত্বের জনক কে ?
- ক আইনস্টাইন
- খ স্টিফেন হকিং
- গ ম্যাক্স প্ল্যাংক
- ঘ ম্যাক্সওয়েল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ম্যাক্স প্ল্যাংক
১৯০০ সালে কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণ ব্যাখ্যায় ম্যাক্স প্ল্যাংক প্রস্তাব করেন যে শক্তি নিরবচ্ছিন্নভাবে নয়, বরং E = hf মানের ক্ষুদ্র প্যাকেট (কোয়ান্টা) আকারে বিকিরিত বা শোষিত হয়। তাই তাঁকে কোয়ান্টাম তত্ত্বের জনক বলা হয়। -
৬৯৭
E = hf সূত্রটি প্রদান করেন —
- ক ফ্যারাডে
- খ আইনস্টাইন
- গ প্ল্যাঙ্ক
- ঘ নিউটন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) প্ল্যাঙ্ক
ম্যাক্স প্ল্যাঙ্ক তাঁর কোয়ান্টাম তত্ত্বে প্রস্তাব করেন যে f কম্পাঙ্কের বিকিরণের প্রতিটি কোয়ান্টামের শক্তি E = hf, যেখানে h = প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক (6.63 × 10-34 J s)। -
৬৯৮
ফোটনের বৈশিষ্ট্য হলো —
i. এর ডি-ব্রগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য আছে ii. এর চলমান ভর শূন্য
iii. এটি শূন্য স্থানে আলোর বেগে চলে
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) i ও iii
(i) ফোটনের ভরবেগ p = hλ, তাই এর দ্য ব্রগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্য আছে — সঠিক।
(ii) ফোটনের নিশ্চল ভর শূন্য, কিন্তু চলমান ভর m = hfc2 ≠ 0 — ভুল।
(iii) শূন্যস্থানে ফোটন সর্বদা আলোর বেগে চলে — সঠিক।
∴ i ও iii সঠিক। -
৬৯৯
প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক h এর মাত্রা হচ্ছে —
- ক ML2 T-2
- খ ML2 T-1
- গ M2L-2 T-1
- ঘ ML-2 T2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ML2 T-1
E = hf ⇒ h = Ef
মাত্রা [h] = ML2T-2T-1 = ML2T-1 -
৭০০
Eλ ∝ T4 সূত্রটি প্রদান করেন —
- ক র্যালেজিন্স
- খ প্ল্যাঙ্ক
- গ স্টিফান
- ঘ ভীন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) স্টিফান
E ∝ T4 (অর্থাৎ E = σ T4) হলো কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণ সংক্রান্ত স্টেফান-বোলজম্যান সূত্র, যা স্টেফান প্রদান করেন। ভীনের সূত্র হলো λmaxT = ধ্রুবক। (দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (ঘ) দেওয়া আছে, তবে E ∝ T4 স্টেফানের সূত্র।)
আধুনিক পদার্থবিজ্ঞানের সূচনা নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।